SEL ADALAH SISTEM TERTUTUP

Kajian biologi telah menetapkan tata urutan kehidupan tertata secara stuktural dan fungsional dengan sejumlah persyaratannya. Persyaratan disusun sebagai dasar pengelompokan berbagai tatanan kehidupan. Kompleks unit fungsional kehidupan terkecil  disepakati dimulai dari tingkatan sel.

Sel merupakan sebuah sistem tertutup yang memungkinkan terjadinya proses metabolisme, proses transportasi nutrisi, sisa metabolisme (eksresi), serta produk metabolisme keluar sel (sekresi),  sehingga sel memiliki kemampuan untuk tumbuh dan berkembang, memperbanyak diri (reproduksi), serta menanggapi respon lingkungan (iritabilitas). Ciri tersebut merupakan ciri dasar adanya kehidupan pada tingkat seluler.

Lalu apa syarat suatu sistem hidup ini digolongkan sebagai  sel?. Perlu diketahui juga tidak semua unit kehidupan dapat disebut sel mengingat ada unit kehidupan lain yang disebut untit kehidupan struktural non seluler.

Setidaknya diperlukan 3 komponen dasar oleh sebuah sistem hidup disebut sebagai sel.

Sel disebut bersistem tertutup karena sebuah sel memiliki pemisah antara lingkungan dengan "isi sel". Pemisah tersebut dikenal sebagai membran sel.

Membran sel merupakan sebuah "tembok" sekaligus "pintu" yang mengatur lalu lintas keluar masuk segala sesuatu dari lingkungan ke dalam sel ataupun sebaliknya. Tanpa membran sel segala aktivitas metabolisme juga tidak mungkin terjadi.

Sistem di dalam sel yang dibatasi oleh membran sel (sitoplasma) memungkinkan terjadinya berbagai macam aktivitas seluler yang merupakan inti proses metabolisme. Keseimbangan jumlah bahan dasar metabolisme (nutrisi), produk hasil metabolisme, maupun sisa metabolisme harus dikendalikan sesuai dengan kesetimbangan kimia (azas Le Chatelier) untuk keberlangsungan metabolisme lebih lanjut. Membran sel memiliki peran dalam pengaturan keseimbangan tersebut.

Pengaturan tersebut dimungkinkan karena pada permukaan membran sel terdapat banyak protein transporter. Transporter tersebut mengatur keluar masuknya jumlah nutrisi, jumlah ion, serta sebagai pintu sekresi hasil metabolisme dan eksresi produk sisa metabolisme. Tanpa adanya mekanisme ini mustahil aktivitas metabolisme dapat terjadi, dengan kata lain aktivitas kehidupan yang lainpun tidak akan terjadi secara teratur.

Layaknya sebuah sistem yang teratur maka pasti sistem tersebut memiliki  "rules and blueprint" dalam melangsungkan aktivitas selulernya. Sel menyimpan informasi tersebut dalam bentuk kode genetik yang disebut sebagai DNA.

DNA merupakan komponen informasi sel agar dapat melangsungkan kehidupannya. DNA pada organisme prokariot (Bacteria dan Archaea) terdapat dalam sitoplasma dan terdapat pula extra DNA yang tersimpan dalam Plasmid. Sedangkan pada organisme Eukariot DNA terkemas dalam jalinan yang rapih dalam sebuah organel yang disebut Nukleus dan ada pula DNA independent pada organel mitokondria yang disebut mtDNA (DNA mitokondria). Tidak semua bagian DNA mengandung informasi genetik yang kita sebut sebagai "rules and blueprint" hanya bagian yang disebut gen yang mengandung informasi tersebut.

Lalu bagaimana informasi genetik ini diterjemahkan menjadi aktivitas seluler? Jawabannya melalui mekanisme transkripsi DNA dan translasi RNA.

Aktivitas transkripsi DNA akan menghasilkan berbagai macam jenis RNA, diantaranya mRNA (yang akan ditranslasikan menjadi polipeptida), tRNA (yang diproses lebih lanjut menjadi pembawa asam amino), serta rRNA (pembentuk struktur ribosom).

Beragam subunit rRNA  dirangkai membentuk organel yang disebut ribosom. Ribosom merupakan organel yang sangat esensial, tanpa ribosom mRNA hasil transkripsi DNA tidak akan dapat diterjemahkan (translasi) membentuk polipeptida. Polipetida yang dihasilkan dari proses translasi merupakan "informasi" yang akan menjadi komponen utama dalam aktivitas seluler baik sebagai protein struktural maupun fungsional.

Contoh protein fungsional yang berperan dalam aktivitas seluler adalah enzim sebagai biokatalisator. Sebagai contoh enzim juga berperan dalam proses transkripsi DNA yaitu RNA polimerase, dalam proses perbanyak sel terdapat enzim DNA polimerasi yang membanu proses replikasi DNA. Protein-protein struktural akan menjadi dasar pembentukan berbagai komponen sel lainnya termasuk transporter protein yang ada di membran sel. Protein-protein tersebut tidaklah dapat terangkai jika tidak ada organel ribosom sebagai "pabrik" perakitan polipeptida.

Nah, dari pemaparan di atas dapat disimpulkan bahwa 3 komponen dasar sebuah sistem hidup disebut sebagai sel karena dia memiliki membran sel yang menjadikannya sistem tertutup. Memiliki informasi genetik dalam bentuk DNA, serta terdapat "penerjemah" informasi genetik yang disebut ribosom.

Bukti bahwa ketiga komponen tersebut sebagai komponen yang esensial dapat dipelajari pada sejumlah mekanisme antibiotik. Terdapat antibiotik yang menargetkan merusak membran sel  bakteri yang menyebabkan lisisnya sel bakteri tersebut. Ada juga antbiotik yang berperan sebagai "penyamar" (analog) nukleotida (urutan basa nitrogen) sehingga informasi genetik yang trasnkripsi dan/atau ditranslasikan menjadi salah sehingga mengakibatkan kekacuan aktivitas seluler. Serta ada juga antibiotik yang menargetkan ribosom sebagai sasarannya, sehingga menyebabkan proses translasi mRNA dihambat.

Sehingga sebuah sistem tertutup yang hidup memiliki 3 komponen tersebut dapat kita katakan bahwa dia adalah sel.

Muh. Reza Jaelani